Đáp án Vật lí 10 kết nối tri thức Bài 29: Định luật bảo toàn động lượng

BÀI 29 ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG

I. Định luật bảo toàn động lượng

1. Hệ kín ( hay hệ cô lập )

Câu 1: Cho ví dụ về hệ kín

Trả lời:

Ví dụ: Hệ gồm tên lửa và nhiên liệu khi được phóng

2. Định luật bảo toàn động lượng

Câu 1: Một hệ gồm hai vât có khối lượng lần lượt là m1 và m2chuyển động với vận tốc có độ lớn là v1và v2 hướng vào nhau. Bỏ qua mọi ma sát và lực cản của không khí. Viết biểu thức của định luật bảo toàn động lượng cho hệ này.

Trả lời:

Biểu thức định luật bảo toàn động lượng của hệ này là:  là không đổi

II. Va chạm đàn hồi và va chạm mềm

1. Va chạm đàn hồi. 

Câu 1: Hãy tính động lượng và động năng của hệ trước và sau va chạm đàn hồi. ( hình 29.1 )

Trả lời:

Trước khi va chạm đàn hồi:

• Động năng của hệ: 
• Động lượng của hệ: m_A. v + m_B. 0= mA. v

Sau va chạm:

Động năng của hệ: W_d= W_dA + W_dB= 1/2. m_A.0 + 1/2. m_B. v²= 1/2. m_B. v²

Động lượng của hệ: m_A. 0 + m_B. v= m_B. v

Câu 2: Từ kết quả tính được rút ra nhận xét gì?

Trả lời:

Nếu vật A chuyển động va chạm đàn hồi với vật B đang đứng yên thì sau va chạm động năng và động lượng của vật A sẽ truyền hết cho vật B.

2. Va chạm mềm

Câu 1: Hãy tính động lượng và động năng của hệ trong Hình 29.2 trước và sau va chạm.

Trả lời:

Trước va chạm:

Động lượng của hệ: p_t= m_A.v_A+m_B.v_B=m_A.v

Động năng của hệ: W_dt= =

Sau va chạm:

Động lượng của hệ: ps= (m_A+m_B).v_AB=(m_A+m_B).v/2

Động năng của hệ:W_ds=1/2.(m_A+m_B).v²_AB=1/2.(m_A+m_A).v²/2

Câu 2: Từ kết quả tính được rút ra nhận xét .

Trả lời:

Sau khi va chạm mềm thì hai vật dính vào nhau tạo, chuyển động với cùng một vật tốc trong đó một phần động năng và động lượng của vật A sẽ được truyền sang cho vật B.

Câu 3: Trong hìh 29.3, nếu kéo bi (1) lên thêm một độ cao h rồi thả ra, con lắc sẽ rơi xuống và va chạm với hai con lắc còn lại. Hãy dự đoán xem, va chạm là va chạm gì. Con lắc (2), (3) lên tới độ cao nào ? Làm thí nghiệm để kiểm tra.

Trả lời:

Va chạm này là va chạm đàn hồi.

Dự đoán: Con lắc (2) sẽ đứng yên tại vị trí cũ, con lắc (3) lên tới độ cao h. Vì sau va chạm, động lượng và động năng của viên bi (1) sẽ truyền hết cho con lắc (2), sau đó con lắc (2) sẽ lập tức truyền hết động lượng và động năng cho con lắc (3), giúp con lắc (3) lên được độ cao h (tại vị trí B).

Phần em có biết:

Câu 1: Vận dụng định luật bảo toàn động lượng để giải thích: Tại sao hai người đang đứng yên trên sân băng bị lùi ra xa nhau khi họ dùng tay đẩy vào nhau (Hình 29.4).

Trả lời:

Ban đầu hai người đứng yên nên động lượng của hệ = 

Khi hai người đẩy tay vào nhau thì:

Người 1 có động lượng là: 

Người 2 có động lượng là: 

=> Tổng động lượng sẽ là: 

Hệ có thể được coi là hệ kín, áp dụng định luật bảo toàn động lượng có: 

Điều này có nghĩa là v1 ngược hướng với v₂.

Câu 2: Vận dụng định luật bảo toàn động lượng để giải thích: Tốc độ lùi của mỗi người có khối lượng khác nhau thì khác nhau.

Trả lời:

Tốc độ lùi của mỗi người có khối lượng khác nhau thì khác nhau là do mỗi người có khối lượng khác nhau nên động lượng của họ sẽ khác nhau